基于多谐振技术的无线能量和信号同步传输系统，涉及无线电能传输技术领域，是为了解决现有的能量和信号的同步传输方法的传输能量受幅度调制的影响，不能获得稳定的功率输出的问题。它具有多个谐振点的LC串并联电路作为原/副边谐振匹配电路，使得能量传输和通信分别使用不同的频率，在实现能量和数据同步传输的同时，将二者的相互影响减至最低；基于近场谐振耦合的通信方式使其可以应用于水下、地下等介质中。本发明可以在能量连续传输的同时，无需额外天线，实现原副边的全双工通信、半双工通信、副边往原边单向通信，和原边往副边单向通信，并且可以通过增加中继延长能量传输和通信的距离。本发明适用于无线能量和信号同步传输。
基于多谐振技术的无线能量和信号同步传输系统
技术领域
[0001] 本发明涉及无线电能传输技术领域，具体涉及一种无线能量和信号同步传输系统。
背景技术
[0002] 无线电能传输技术已经广泛用于工业生产、消费电子领域中。从小功率的手机无线充电到大功率的电动汽车无线充电，从水下AUV的无线供电到空间设备的非接触供电，无线电能传输技术以其突出的灵活性、安全性和高效性获得越来越多的应用。在无线电能传输过程中，副边需要实时向原边反馈信号，原边也要不断向副边传递信息，而这一信息的传递过程也要采用无线传输。传统的方式是采用无线通信模块(如ZigBee、蓝牙、WiFi等)，通过外接天线实现信息的无线收发，这类通信方式采用电磁波传输信号，而在实际应用中，能量发射端往往需要安装在地下、水下等环境中，此时电磁波的路径损耗增加、信道状态动态变化，传统的无线通信方式已经不再可靠。
[0003] 现有技术方案：为了实现能量和信号的同步传输，克服传统电磁波无线通信的局限性，现有的技术方案是对传输能量进行幅度调制，通过磁场传输信号。这种方式能够解决水下等介质中无法通信的问题，但是其传输能量受幅度调制的影响，不能获得稳定的功率输出。
发明内容
[0004] 本发明是为了解决现有的能量和信号的同步传输方法的传输能量受幅度调制的影响，不能获得稳定的功率输出的问题，从而提供一种基于多谐振技术的无线能量和信号同步传输系统。
[0005] 基于多谐振技术的无线能量和信号同步传输系统，它是能量和全双工通信同步传输系统，它包括交流功率源电路A、原边信号检测电路B、原边信号发生电路C、原边谐振匹配电路D、副边谐振匹配电路E、副边信号发生电路F、副边信号检测电路G和负载接收电路H；
[0006] 交流功率源电路A包括电感L8、电容C8和交流功率源；
[0007] 原边信号检测电路B包括电感L6、电感L7、电容C6、电容C7和第二信号检测电路；
[0008] 原边信号发生电路C包括电感L4、电感L5、电容C4、电容C5和第一信号源；
[0009] 原边谐振匹配电路D包括电感L1、电感L2、电感L3、电容C1、电容C2和电容C3；
[0010] 副边谐振匹配电路E包括电感L9、电感L10、电感L11、电容C9、电容C10和电容C11；
[0011] 副边信号发生电路F包括电感L12、电感L13、电容C12、电容C13和第二信号源；
[0012] 副边信号检测电路G包括电感L14、电感L15、电容C14、电容C15和第一信号检测电路；
[0013] 负载接收电路H包括电感L16和电容C16；
[0014] 交流功率源的一端与电容C8的一端连接；所述电容C8的另一端与电感L8的一端连接；所述电感L8的另一端同时与电容C6的一端、电感L6的一端、电容C4的一端、电感L4的一端和电感L1的一端连接；
[0015] 交流功率源的另一端同时与电容C7的一端、第一信号源的一端、电容C3的一端和电感L3的一端连接；第二信号检测电路与电容C7并联；
[0016] 电容C6的另一端同时与电感L6的另一端和电感L7的一端连接；
[0017] 所述电感L7的另一端与电容C7的另一端连接；
[0018] 电容C4的另一端同时与电感L4的另一端和电感L5的一端连接；
[0019] 电感L5的另一端与电容C5的一端连接；
[0020] 电容C5的另一端与第一信号源的另一端连接；
[0021] 电感L1的另一端与电容C1的一端连接；
[0022] 电容C1的另一端同时与电容C2的一端和电感L2的一端连接；
[0023] 所述电感L2的另一端同时与电容C2的另一端、电容C3的另一端和电感L3的另一端连接；
[0024] 电感L1和电感L9均为线圈结构，所述电感L1和电感L9之间能够发射/接收能量和信息；
[0025] 电感L9的一端同时与电感L12的一端、电容C12的一端、电感L14的一端、电容C14的一端和电感L16的一端连接；
[0026] 电感L9的另一端与电容C9的一端连接；
[0027] 电容C9的另一端同时与电感L10的一端和电容C10的一端连接；
[0028] 电感L10的另一端同时与电容C10的另一端、电感L11的一端和电容C11的一端连接；
[0029] 电感L11的另一端同时与电容C11的另一端、第二信号源的一端、电容C15的一端和负载的一端连接；第一信号检测电路与电容C15并联；
[0030] 电感L12的另一端同时与电容C12的另一端和电感L13的一端连接；
[0031] 电感L13的另一端与电容C13的一端连接；
[0032] 所述电容C13的另一端与第二信号源的另一端连接；
[0033] 电感L14的另一端同时与电容C14的另一端和电感L15的一端连接；
[0034] 电感L15的另一端与电容C15的另一端连接；
[0035] 电感L16的另一端与电容C16的一端连接；所述电容C16的另一端与负载的另一端连接。
[0036] 基于多谐振技术的无线能量和信号同步传输系统，它是能量和半双工通信同步传输系统，它包括交流功率源电路A、原边信号发生/检测电路B1、原边谐振匹配电路D、副边谐振匹配电路E、副边信号发生/检测电路F1和负载接收电路H；
[0037] 交流功率源电路A包括电感L8、电容C8和交流功率源；
[0038] 原边信号发生/检测电路B1包括电感L4、电感L5、电容C4、电容C5、第一信号源和第一变压器T1；
[0039] 原边谐振匹配电路D包括电感L1、电感L2、电容C1和电容C2；
[0040] 副边谐振匹配电路E包括电感L9、电感L10、电容C9和电容C10；
[0041] 副边信号发生/检测电路F1包括电感L12、电感L13、电容C12、电容C13和第二信号源；
[0042] 负载接收电路H包括电感L16和电容C16；
[0043] 交流功率源的一端与电容C8的一端连接；所述电容C8的另一端与电感L8的一端连接；所述电感L8的另一端同时与电容C4的一端、电感L4的一端和电感L1的一端连接；
[0044] 交流功率源的另一端同时与一号变压器T1副边的一端、电容C2的一端和电感L2的一端连接；一号变压器T1副边的另一端与电容C5的一端连接；第二信号检测电路与电容C5并联；一号变压器T1原边与第一信号源并联；
[0045] 电容C5的另一端与电感L5的一端连接；
[0046] 电感L5的另一端同时与电感L4的另一端和电容C4的另一端连接；
[0047] 电容C2的另一端同时与电感L2的另一端和电容C1的一端连接；
[0048] 电容C1的另一端与电感L1的另一端连接；
[0049] 电感L1和电感L9均为线圈结构，所述电感L1和电感L9之间能够进行能量和半双工通信同步传输；
[0050] 电感L9的一端同时与电感L12的一端、电容C12的一端和电感L16的一端连接；
[0051] 电感L9的另一端与电容C9的一端连接；
[0052] 电容C9的另一端同时与电感L10的一端和电容C10的一端连接；
[0053] 电感L10的另一端同时与电容C10的另一端、第二变压器T2原边的一端和负载的一端连接；
[0054] 第二变压器T2原边的另一端与电容C13的一端连接；第二信号源与第二变压器T2副边并联；
[0055] 所述电容C13的另一端与电感L13的一端连接；
[0056] 所述电感L13的另一端同时与电感L12的另一端和电容C12的另一端连接；第一信号检测电路与电容C13并联；
[0057] 电感L16的另一端与电容C16的一端连接；所述电容C16的另一端与负载的另一端连接。
[0058] 基于多谐振技术的无线能量和信号同步传输系统，它是能量和副边到原边单向通信同步传输系统，它包括交流功率源电路A、原边信号检测电路B、原边谐振匹配电路D、副边谐振匹配电路E、副边信号发生电路F和负载接收电路H；
[0059] 交流功率源电路A包括电感L8、电容C8和交流功率源；
[0060] 原边信号检测电路B包括电感L6、电感L7、电容C6、电容C7和第二信号检测电路；
[0061] 原边谐振匹配电路D包括电感L1、电感L2、电感L3、电容C1、电容C2和电容C3；
[0062] 副边谐振匹配电路E包括电感L9、电感L10、电容C9和电容C10；
[0063] 副边信号发生电路F包括电感L12、电感L13、电容C12、电容C13和第二信号源；
[0064] 负载接收电路H包括电感L16和电容C16；
[0065] 交流功率源的一端与电容C8的一端连接；所述电容C8的另一端与电感L8的一端连接；所述电感L8的另一端同时与电容C6的一端、电感L6的一端和电感L1的一端连接；
[0066] 交流功率源的另一端同时电容C7的一端、电容C2的一端和电感L2的一端连接；第二信号检测电路与电容C7并联；
[0067] 电容C6的另一端同时与电感L6的另一端和电感L7的一端连接；
[0068] 所述电感L7的另一端与电容C7的另一端连接；
[0069] 电感L1的另一端与电容C1的一端连接；
[0070] 电容C1的另一端同时与电容C2的一端和电感L2的一端连接；
[0071] 所述电感L2的另一端同时与电容C2的另一端连接；
[0072] 电感L1和电感L9均为线圈结构，所述电感L1和电感L9之间能够进行能量和副边到原边单向通信同步传输；
[0073] 电感L9的一端同时与电感L12的一端、电容C12的一端和电感L16的一端连接；
[0074] 电感L9的另一端与电容C9的一端连接；
[0075] 电容C9的另一端同时与电感L10的一端和电容C10的一端连接；
[0076] 电感L10的另一端同时与电容C10的另一端、第二信号源的一端和负载的一端连接；
[0077] 电感L12的另一端同时与电容C12的另一端和电感L13的一端连接；
[0078] 电感L13的另一端与电容C13的一端连接；
[0079] 所述电容C13的另一端与第二信号源的另一端连接；
[0080] 电感L16的另一端与电容C16的一端连接；所述电容C16的另一端与负载的另一端连接。
[0081] 基于多谐振技术的无线能量和信号同步传输系统，它是能量和原边到副边单向通信同步传输系统，它包括交流功率源电路A、原边信号发生电路C、原边谐振匹配电路D、副边谐振匹配电路E、副边信号接收电路I和负载接收电路H；
[0082] 交流功率源电路A包括电感L8、电容C8和交流功率源；
[0083] 原边信号发生电路C包括电感L4、电感L5、电容C4、电容C5和第一信号源；
[0084] 原边谐振匹配电路D包括电感L1、电感L2、电容C1和电容C2；
[0085] 副边谐振匹配电路E包括电感L9、电感L10、电容C9和电容C10；
[0086] 副边信号接收电路I包括电感L14、电感L15、电容C14、电容C15和第一信号检测电路；
[0087] 负载接收电路H包括电感L16和电容C16；
[0088] 交流功率源的一端与电容C8的一端连接；所述电容C8的另一端与电感L8的一端连接；所述电感L8的另一端同时与电容C4的一端、电感L4的一端和电感L1的一端连接；
[0089] 交流功率源的另一端同时与第一信号源的一端、电容C2的一端和电感L2的一端连接；
[0090] 电容C4的另一端同时与电感L4的另一端和电感L5的一端连接；
[0091] 电感L5的一端与电容C5的一端连接；
[0092] 电容C5的另一端与第一信号源的另一端连接；
[0093] 电感L1的另一端与电容C1的一端连接；
[0094] 电容C1的另一端同时与电容C2的一端和电感L2的一端连接；
[0095] 电感L1和电感L9均为线圈结构，所述电感L1和电感L9之间能够进行能量和原边到副边单向通信同步传输；
[0096] 电感L9的一端同时与电感L14的一端、电容C14的一端和电感L16的一端连接；
[0097] 电感L9的另一端与电容C9的一端连接；
[0098] 电容C9的另一端同时与电感L10的一端和电容C10的一端连接；
[0099] 电感L10的另一端同时与电容C10的另一端、电容C15的一端和负载的一端连接；第一信号检测电路与电容C15并联；
[0100] 电感L14的另一端同时与电容C14的另一端和电感L15的一端连接；
[0101] 电感L15的另一端与电容C15的另一端连接；
[0102] 电感L16的另一端与电容C16的一端连接；所述电容C16的另一端与负载的另一端连接。
[0103] 基于多谐振技术的无线能量和信号同步传输系统，它是有中继的能量和通信同步传输，它包括原边电路、N个中继谐振电路和副边电路；N为正整数；
[0104] 原边电路包括交流功率源电路A、原边信号检测电路B、原边信号发生电路C、原边谐振匹配电路D；
[0105] 副边电路包括副边谐振匹配电路E、副边信号发生电路F、副边信号检测电路G和负载接收电路H；
[0106] 交流功率源电路A包括电感L8、电容C8和交流功率源；
[0107] 原边信号检测电路B包括电感L6、电感L7、电容C6、电容C7和第二信号检测电路；
[0108] 原边信号发生电路C包括电感L4、电感L5、电容C4、电容C5和第一信号源；
[0109] 原边谐振匹配电路D包括电感L1、电感L2、电感L3、电容C1、电容C2和电容C3；
[0110] 副边谐振匹配电路E包括电感L9、电感L10、电感L11、电容C9、电容C10和电容C11；
[0111] 副边信号发生电路F包括电感L12、电感L13、电容C12、电容C13和第二信号源；
[0112] 副边信号检测电路G包括电感L14、电感L15、电容C14、电容C15和第一信号检测电路；
[0113] 负载接收电路H包括电感L16和电容C16；
[0114] 每个中继谐振电路J的结构相同，均包括电感L17、电容C17、电容C18、电感L18、电容C19和电感L19；
[0115] 电感L17的一端与电容C17的一端连接；所述电容C17的另一端同时与电容C18和电感L18的一端连接；所述电容C18的另一端同时与电感L18的另一端、电容C19的一端和电感L19的一端连接；
[0116] 电容C19的另一端同时与电感L19的另一端和电感L17的另一端连接；
[0117] 交流功率源的一端与电容C8的一端连接；所述电容C8的另一端与电感L8的一端连接；所述电感L8的另一端同时与电容C6的一端、电感L6的一端、电容C4的一端、电感L4的一端和电感L1的一端连接；
[0118] 交流功率源的另一端同时与电容C7的一端、第一信号源的一端、电容C3的一端和电感L3的一端连接；第二信号检测电路与电容C7并联；
[0119] 电容C6的另一端同时与电感L6的另一端和电感L7的一端连接；
[0120] 所述电感L7的另一端与电容C7的另一端连接；
[0121] 电容C4的另一端同时与电感L4的另一端和电感L5的一端连接；
[0122] 电感L5的一端与电容C5的一端连接；
[0123] 电容C5的另一端与第一信号源的另一端连接；
[0124] 电感L1的另一端与电容C1的一端连接；
[0125] 电容C1的另一端同时与电容C2的一端和电感L2的一端连接；
[0126] 所述电感L2的另一端同时与电容C2的另一端、电容C3的另一端和电感L3的另一端连接；
[0127] 电感L1和电感L9均为线圈结构，所述电感L1和电感L9之间通过N个电感L17进行发射/接收能量和信息；
[0128] 电感L9的一端同时与电感L12的一端、电容C12的一端、电感L14的一端、电容C14的一端和电感L16的一端连接；
[0129] 电感L9的另一端与电容C9的一端连接；
[0130] 电容C9的另一端同时与电感L10的一端和电容C10的一端连接；
[0131] 电感L10的另一端同时与电容C10的另一端、电感L11的一端和电容C11的一端连接；
[0132] 电感L11的另一端同时与电容C11的另一端、第二信号源的一端、电容C15的一端和负载的一端连接；第一信号检测电路与电容C15并联；
[0133] 电感L12的另一端同时与电容C12的另一端和电感L13的一端连接；
[0134] 电感L13的另一端与电容C13的一端连接；
[0135] 所述电容C13的另一端与第二信号源的另一端连接；
[0136] 电感L14的另一端同时与电容C14的另一端和电感L15的一端连接；
[0137] 电感L15的另一端与电容C15的另一端连接；
[0138] 电感L16的另一端与电容C16的一端连接；所述电容C16的另一端与负载的另一端连接。
[0139] 本发明提供的基于多谐振技术的无线能量和信号同步传输系统，采用具有多个谐振点的LC串并联电路作为原/副边谐振匹配电路，使得能量传输和通信分别使用不同的频率，在实现能量和数据同步传输的同时，将二者的相互影响减至最低；基于近场谐振耦合的通信方式使其可以应用于水下、地下等介质中。本发明可以在能量连续传输的同时，无需额外天线，实现原副边的全双工通信、半双工通信、副边往原边单向通信，和原边往副边单向通信，并且可以通过增加中继延长能量传输和通信的距离，比传统的无线电能传输系统适用范围更广，结构更简单。
[0140] 与现有技术相比，本发明还具有以下有益效果：
[0141] 1、用一个线圈同时传递能量和信息，且信息的传递不会对能量传递产生影响。
[0142] 2、能够实现全双工、半双工、原边到副边单向、副边到原边单向的通信，能够通过中继增加能量传输和通信的距离。
[0143] 3、能量和信息的传递均为磁场的近场谐振耦合，可应用于如水下、地下等介质中。
附图说明
[0144] 图1为能量和全双工通信同步传输的结构示意图；
[0145] 图2为能量和半双工通信同步传输的结构示意图；
[0146] 图3为能量和副边到原边单向通信同步传输的结构示意图；
[0147] 图4为能量和原边到副边单向通信同步传输的结构示意图；
[0148] 图5为有中继的能量和通信同步传输的结构示意图；
[0149] 图6为原边/副边谐振匹配电路具有多个LC并联环节的结构示意图；
具体实施方式
[0150] 具体实施方式一、结合图1说明本具体实施方式，基于多谐振技术的无线能量和信号同步传输系统，它是能量和全双工通信同步传输系统，它包括交流功率源电路A、原边信号检测电路B、原边信号发生电路C、原边谐振匹配电路D、副边谐振匹配电路E、副边信号发生电路F、副边信号检测电路G和负载接收电路H；
[0151] 交流功率源电路A包括电感L8、电容C8和交流功率源；
[0152] 原边信号检测电路B包括电感L6、电感L7、电容C6、电容C7和第二信号检测电路；
[0153] 原边信号发生电路C包括电感L4、电感L5、电容C4、电容C5和第一信号源；
[0154] 原边谐振匹配电路D包括电感L1、电感L2、电感L3、电容C1、电容C2和电容C3；
[0155] 副边谐振匹配电路E包括电感L9、电感L10、电感L11、电容C9、电容C10和电容C11；
[0156] 副边信号发生电路F包括电感L12、电感L13、电容C12、电容C13和第二信号源；
[0157] 副边信号检测电路G包括电感L14、电感L15、电容C14、电容C15和第一信号检测电路；
[0158] 负载接收电路H包括电感L16和电容C16；
[0159] 交流功率源的一端与电容C8的一端连接；所述电容C8的另一端与电感L8的一端连接；所述电感L8的另一端同时与电容C6的一端、电感L6的一端、电容C4的一端、电感L4的一端和电感L1的一端连接；
[0160] 交流功率源的另一端同时与电容C7的一端、第一信号源的一端、电容C3的一端和电感L3的一端连接；第二信号检测电路与检测电容C7并联；
[0161] 电容C6的另一端同时与电感L6的另一端和电感L7的一端连接；
[0162] 所述电感L7的另一端与电容C7的另一端连接；
[0163] 电容C4的另一端同时与电感L4的另一端和电感L5的一端连接；
[0164] 电感L5的一端与电容C5的一端连接；
[0165] 电容C5的另一端与第一信号源的另一端连接；
[0166] 电感L1的另一端与电容C1的一端连接；
[0167] 电容C1的另一端同时与电容C2的一端和电感L2的一端连接；
[0168] 所述电感L2的另一端同时与电容C2的另一端、电容C3的另一端和电感L3的另一端连接；
[0169] 电感L1和电感L9均为线圈结构，所述电感L1和电感L9之间能够发射/接收能量和信息；
[0170] 电感L9的一端同时与电感L12的一端、电容C12的一端、电感L14的一端、电容C14的一端和电感L16的一端连接；
[0171] 电感L9的另一端与电容C9的一端连接；
[0172] 电容C9的另一端同时与电感L10的一端和电容C10的一端连接；
[0173] 电感L10的另一端同时与电感L10的另一端、电感L11的一端和电容C11的一端连接；
[0174] 电感L11的另一端同时与电容C11的另一端、第二信号源的一端、电容C15的一端和负载的一端连接；第一信号检测电路与电容C15并联；
[0175] 电感L12的另一端同时与电容C12的另一端和电感L13的一端连接；
[0176] 电容L13的另一端与电容C13的一端连接；
[0177] 所述电容C13的另一端与第二信号源的另一端连接；
[0178] 电感L14的另一端同时与电容C14的另一端和电感L15的一端连接；
[0179] 电感L15的另一端与电容C15的另一端连接；
[0180] 电感L16的另一端与电容C16的一端连接；所述电容C16的另一端与负载的另一端连接。
[0181] 原边谐振匹配电路和副边谐振匹配电路有三个相同的谐振频率f1、f2、f3，在这三个谐振频率时谐振匹配电路的阻抗最小；原边和副边谐振匹配电路中均有一个电感做成线圈结构，用于发射/接收能量和信息；
[0182] 交流功率源的频率为f1，信号源1的频率为f2，信号源2的频率为f3；
[0183] 在交流功率源给负载无线供电的同时，原边信号源1发出的信息能在副边信号检测电路1上接收到，副边信号源2发出的信息能在原边信号检测电路2上接收到，从而实现电能和全双工通信的同步传输。
[0184] 具体实施方式二、基于多谐振技术的无线能量和信号同步传输系统，它是能量和半双工通信同步传输系统，它包括交流功率源电路A、原边信号发生/检测电路B1、原边谐振匹配电路D、副边谐振匹配电路E、副边信号发生/检测电路F1和负载接收电路H；
[0185] 交流功率源电路A包括电感L8、电容C8和交流功率源；
[0186] 原边信号发生/检测电路B1包括电感L4、电感L5、电容C4、电容C5、第一信号源和第一变压器T1；
[0187] 原边谐振匹配电路D包括电感L1、电感L2、电容C1和电容C2；
[0188] 副边谐振匹配电路E包括电感L9、电感L10、电容C9和电容C10；
[0189] 副边信号发生/检测电路F1包括电感L12、电感L13、电容C12、电容C13和第二信号源；
[0190] 负载接收电路H包括电感L16和电容C16；
[0191] 交流功率源的一端与电容C8的一端连接；所述电容C8的另一端与电感L8的一端连接；所述电感L8的另一端同时与电容C4的一端、电感L4的一端和电感L1的一端连接；
[0192] 交流功率源的另一端同时与一号变压器T1副边的一端、电容C2的一端和电感L2的一端连接；一号变压器T1副边的另一端与电容C5的一端连接；第二信号检测电路与检测电容C5并联；一号变压器T1原边与一号信号源并联；
[0193] 电容C5的另一端同时与电感L4的另一端和电容C4的另一端连接；
[0194] 电容C2的另一端同时与电感L2的另一端和电容C1的一端连接；
[0195] 电容C1的另一端与电感L1的另一端连接；
[0196] 电感L1和电感L9均为线圈结构，所述电感L1和电感L9之间能够进行能量和半双工通信同步传输；
[0197] 电感L9的一端同时与电感L12的一端、电容C12的一端和电感L16的一端连接；
[0198] 电感L9的另一端与电容C9的一端连接；
[0199] 电容C9的另一端同时与电感L10的一端和电容C10的一端连接；
[0200] 电感L10的另一端同时与电感L10的另一端、第二变压器T2原边的一端和负载的一端连接；
[0201] 第二变压器T2原边的另一端与电容C13的一端连接；第二信号源与第二变压器T2副边并联；
[0202] 所述电容C13的另一端与电感L13的一端连接；
[0203] 所述电感L13的另一端同时与电感L12的另一端和电容C12的另一端连接；第一信号检测电路与电容C13并联；
[0204] 电感L16的另一端与电容C16的一端连接；所述电容C16的另一端与负载的另一端连接。
[0205] 具体实施方式三、基于多谐振技术的无线能量和信号同步传输系统，它是能量和副边到原边单向通信同步传输系统，它包括交流功率源电路A、原边信号检测电路B、原边谐振匹配电路D、副边谐振匹配电路E、副边信号发生电路F和负载接收电路H；
[0206] 交流功率源电路A包括电感L8、电容C8和交流功率源；
[0207] 原边信号检测电路B包括电感L6、电感L7、电容C6、电容C7和第二信号检测电路；
[0208] 原边谐振匹配电路D包括电感L1、电感L2、电感L3、电容C1、电容C2和电容C3；
[0209] 副边谐振匹配电路E包括电感L9、电感L10、电容C9和电容C10；
[0210] 副边信号发生电路F包括电感L12、电感L13、电容C12、电容C13和第二信号源；
[0211] 负载接收电路H包括电感L16和电容C16；
[0212] 交流功率源的一端与电容C8的一端连接；所述电容C8的另一端与电感L8的一端连接；所述电感L8的另一端同时与电容C6的一端、电感L6的一端和电感L1的一端连接；
[0213] 交流功率源的另一端同时电容C7的一端、电容C2的一端和电感L2的一端连接；第二信号检测电路与检测电容C7并联；
[0214] 电容C6的另一端同时与电感L6的另一端和电感L7的一端连接；
[0215] 所述电感L7的另一端与电容C7的另一端连接；
[0216] 电感L1的另一端与电容C1的一端连接；
[0217] 电容C1的另一端同时与电容C2的一端和电感L2的一端连接；
[0218] 所述电感L2的另一端同时与电容C2的另一端连接；
[0219] 电感L1和电感L9均为线圈结构，所述电感L1和电感L9之间能够进行能量和副边到原边单向通信同步传输；
[0220] 电感L9的一端同时与电感L12的一端、电容C12的一端和电感L16的一端连接；
[0221] 电感L9的另一端与电容C9的一端连接；
[0222] 电容C9的另一端同时与电感L10的一端和电容C10的一端连接；
[0223] 电感L10的另一端同时与电感L10的另一端、第二信号源的一端和负载的一端连接；
[0224] 电感L12的另一端同时与电容C12的另一端和电感L13的一端连接；
[0225] 电容L13的另一端与电容C13的一端连接；
[0226] 所述电容C13的另一端与第二信号源的另一端连接；
[0227] 电感L16的另一端与电容C16的一端连接；所述电容C16的另一端与负载的另一端连接。
[0228] 具体实施方式四、基于多谐振技术的无线能量和信号同步传输系统，它是能量和原边到副边单向通信同步传输系统，它包括交流功率源电路A、原边信号发生电路C、原边谐振匹配电路D、副边谐振匹配电路E、副边信号接收电路I和负载接收电路H；
[0229] 交流功率源电路A包括电感L8、电容C8和交流功率源；
[0230] 原边信号发生电路C包括电感L4、电感L5、电容C4、电容C5和第一信号源；
[0231] 原边谐振匹配电路D包括电感L1、电感L2、电容C1和电容C2；
[0232] 副边谐振匹配电路E包括电感L9、电感L10、电容C9和电容C10；
[0233] 副边信号接收电路I包括电感L14、电感L15、电容C14、电容C15和第一信号检测电路；
[0234] 负载接收电路H包括电感L16和电容C16；
[0235] 交流功率源的一端与电容C8的一端连接；所述电容C8的另一端与电感L8的一端连接；所述电感L8的另一端同时与电容C4的一端、电感L4的一端和电感L1的一端连接；
[0236] 交流功率源的另一端同时与第一信号源的一端、电容C2的一端和电感L2的一端连接；
[0237] 电容C4的另一端同时与电感L4的另一端和电感L5的一端连接；
[0238] 电感L5的一端与电容C5的一端连接；
[0239] 电容C5的另一端与第一信号源的另一端连接；
[0240] 电感L1的另一端与电容C1的一端连接；
[0241] 电容C1的另一端同时与电容C2的一端和电感L2的一端连接；
[0242] 电感L1和电感L9均为线圈结构，所述电感L1和电感L9之间能够进行能量和原边到副边单向通信同步传输；
[0243] 电感L9的一端同时与电感L14的一端、电容C14的一端和电感L16的一端连接；
[0244] 电感L9的另一端与电容C9的一端连接；
[0245] 电容C9的另一端同时与电感L10的一端和电容C10的一端连接；
[0246] 电感L10的另一端同时与电感L10的另一端、电容C15的一端和负载的一端连接；第一信号检测电路与电容C15并联；
[0247] 电感L14的另一端同时与电容C14的另一端和电感L15的一端连接；
[0248] 电感L15的另一端与电容C15的另一端连接；
[0249] 电感L16的另一端与电容C16的一端连接；所述电容C16的另一端与负载的另一端连接。
[0250] 具体实施方式五、基于多谐振技术的无线能量和信号同步传输系统，它是有中继的能量和通信同步传输，它包括原边电路、N个中继谐振电路和副边电路；N为正整数；
[0251] 原边电路包括交流功率源电路A、原边信号检测电路B、原边信号发生电路C、原边谐振匹配电路D；
[0252] 副边电路包括副边谐振匹配电路E、副边信号发生电路F、副边信号检测电路G和负载接收电路H；
[0253] 交流功率源电路A包括电感L8、电容C8和交流功率源；
[0254] 原边信号检测电路B包括电感L6、电感L7、电容C6、电容C7和第二信号检测电路；
[0255] 原边信号发生电路C包括电感L4、电感L5、电容C4、电容C5和第一信号源；
[0256] 原边谐振匹配电路D包括电感L1、电感L2、电感L3、电容C1、电容C2和电容C3；
[0257] 副边谐振匹配电路E包括电感L9、电感L10、电感L11、电容C9、电容C10和电容C11；
[0258] 副边信号发生电路F包括电感L12、电感L13、电容C12、电容C13和第二信号源；
[0259] 副边信号检测电路G包括电感L14、电感L15、电容C14、电容C15和第一信号检测电路；
[0260] 负载接收电路H包括电感L16和电容C16；
[0261] 每个中继谐振电路J的结构相同，均包括电感L17、电容C17、电容C18、电感L18、电容C19和电感L19；
[0262] 电感L17的一端与电容C17的一端连接；所述电容C17的另一端同时与电容C18和电感L18的一端连接；所述电容C18的另一端同时与电感L18的另一端、电容C19的一端和电感L19的一端连接；
[0263] 电容C19的另一端同时与电感L19的另一端和电感L17的另一端连接；
[0264] 交流功率源的一端与电容C8的一端连接；所述电容C8的另一端与电感L8的一端连接；所述电感L8的另一端同时与电容C6的一端、电感L6的一端、电容C4的一端、电感L4的一端和电感L1的一端连接；
[0265] 交流功率源的另一端同时与电容C7的一端、第一信号源的一端、电容C3的一端和电感L3的一端连接；第二信号检测电路与检测电容C7并联；
[0266] 电容C6的另一端同时与电感L6的另一端和电感L7的一端连接；
[0267] 所述电感L7的另一端与电容C7的另一端连接；
[0268] 电容C4的另一端同时与电感L4的另一端和电感L5的一端连接；
[0269] 电感L5的一端与电容C5的一端连接；
[0270] 电容C5的另一端与第一信号源的另一端连接；
[0271] 电感L1的另一端与电容C1的一端连接；
[0272] 电容C1的另一端同时与电容C2的一端和电感L2的一端连接；
[0273] 所述电感L2的另一端同时与电容C2的另一端、电容C3的另一端和电感L3的另一端连接；
[0274] 电感L1和电感L9均为线圈结构，所述电感L1和电感L9之间通过N个电感L17进行发射/接收能量和信息；
[0275] 电感L9的一端同时与电感L12的一端、电容C12的一端、电感L14的一端、电容C14的一端和电感L16的一端连接；
[0276] 电感L9的另一端与电容C9的一端连接；
[0277] 电容C9的另一端同时与电感L10的一端和电容C10的一端连接；
[0278] 电感L10的另一端同时与电感L10的另一端、电感L11的一端和电容C11的一端连接；
[0279] 电感L11的另一端同时与电容C11的另一端、第二信号源的一端、电容C15的一端和负载的一端连接；第一信号检测电路与电容C15并联；
[0280] 电感L12的另一端同时与电容C12的另一端和电感L13的一端连接；
[0281] 电容L13的另一端与电容C13的一端连接；
[0282] 所述电容C13的另一端与第二信号源的另一端连接；
[0283] 电感L14的另一端同时与电容C14的另一端和电感L15的一端连接；
[0284] 电感L15的另一端与电容C15的另一端连接；
[0285] 电感L16的另一端与电容C16的一端连接；所述电容C16的另一端与负载的另一端连接。
[0286] 本实施方式中，在发射线圈和接收线圈中间加入nn≥1个中继谐振电路，可以增加能量和信息的传输距离。
[0287] 原边/副边谐振匹配电路可以由其他形式的LC串并联连接构成；假设有N1个信号源、N2个功率源，若信号源和功率源均为电流源，则原边/副边谐振匹配电路有N1+N2个阻抗极大值点；若信号源和功率源均为电压源，则原边/副边谐振匹配电路有N1+N2个阻抗极小值点；若信号源为电压源、功率源为电流源，则原边/副边谐振匹配电路有N1个阻抗极小值点，有N2个阻抗极大值点；若信号源为电流源、功率源为电压源，则原边/副边谐振匹配电路有N1个阻抗极大值点，有N2个阻抗极小值点。
[0288] 用于发射/接收能量和信息的线圈可以是原边/副边谐振匹配电路中的任意一个电感。
[0289] 电感L8和电容C8组成的LC串联谐振、电感L6和电容C6组成的LC并联谐振、电感L4和电容C4组成的LC并联谐振、电感L12和电容C12组成的LC并联谐振、电感L14和电容C14组成的LC并联谐振、电感L16和电容C16组成的LC串联谐振，其谐振频率与能量传输频率f1相同；
[0290] 电感L6、L7和电容C6、C7组成的LC串并联电路、电感L4、L5和电容C4、C5组成的LC串并联电路、电感L12、L13和电容C12、C13组成的LC串并联电路、电感L14、L15和电容C14、C15组成的LC串并联电路，在能量传输频率f1处的阻抗最大，在所通过信号的频率处阻抗最小。
[0291] 当原边/副边谐振匹配电路中有N个LC并联电路时，原边/副边谐振匹配电路有N+1个谐振频率。
[0292] 原边/副边谐振匹配电路可以由其他形式的LC串并联连接构成；假设有N1个信号源、N2个功率源，若信号源和功率源均为电流源，则原边/副边谐振匹配电路有N1+N2个阻抗极大值点；若信号源和功率源均为电压源，则原边/副边谐振匹配电路有N1+N2个阻抗极小值点；若信号源为电压源、功率源为电流源，则原边/副边谐振匹配电路有N1个阻抗极小值点，有N2个阻抗极大值点；若信号源为电流源、功率源为电压源，则原边/副边谐振匹配电路有N1个阻抗极大值点，有N2个阻抗极小值点。
[0293] 原边/副边谐振匹配电路中作为发射/接收线圈的电感由litz线绕制。
[0294] 以能量和全双工通信同步传输为例描述所述能量和信号同步传输的无线电能传输系统的工作过程：
[0295] 交流功率源发出频率为f1的交流电压，引起原边谐振匹配电路谐振，产生谐振电流I 1，该谐振电流激发频率为f1的交变磁场；副边谐振匹配电路中的线圈通过谐振耦合接收到该交变磁场，并产生谐振电流I2给负载供电。由于电感L6和电容C6组成的LC并联谐振、电感L4和电容C4组成的LC并联谐振、电感L12和电容C12组成的LC并联谐振、电感L14和电容C14组成的LC并联谐振的谐振频率为f1，因此当频率为f1时它们的阻抗达到最大值，减少能量传输对信号传输的影响。
[0296] 信号源1产生频率为f2的交流电压信号，引起原边谐振匹配电路谐振，产生谐振电流I3，该谐振电流激发频率为f2的交变磁场；副边谐振匹配电路中的线圈通过谐振耦合接收到该交变磁场，并在电容C15上产生频率为f2的谐振电压，信号检测电路1检测该谐振电压，即实现了原边到副边的信号传输。
[0297] 副边到原边的信号传输过程与原边到副边相同。
